[發(fā)明專利]一種生產(chǎn)超凈高純氫氟酸的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200810049663.7
• 申請(qǐng)日: 2008-04-28
• 公開（公告）號(hào): CN101570319A
• 公開（公告）日: 2009-11-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 皇甫根利;李世江;劉海霞;劉曉霞;張良
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 多氟多化工股份有限公司
• 主分類號(hào): C01B7/19
• 分類號(hào): C01B7/19
• 代理公司: 鄭州聯(lián)科專利事務(wù)所（普通合伙）
• 代理人: 陳 浩

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)超凈高純氫氟酸的方法，尤其涉及一種以液態(tài)氟化氫為主要原料生產(chǎn)超凈高純氫氟酸的方法。

背景技術(shù)

氫氟酸(hydrofluoric，HF)，相對(duì)分子量20.1，無(wú)色液體或氣體；具有強(qiáng)烈刺激性氣味，20℃以下，它是無(wú)色透明的發(fā)煙液體，與金屬氧化物、氫氧化鈉和碳酸鹽反應(yīng)生成金屬氟鹽，具有溶解硅和硅酸鹽的性質(zhì)，與三氧化硫或氯磺酸生成氟磺酸，與鹵代芳烴、醇、烯、烴類反應(yīng)生成含氟有機(jī)物，溶于水生成腐蝕性很強(qiáng)的酸。熔點(diǎn)-83.7℃，沸點(diǎn)19.5℃，易溶于水，相對(duì)密度(25℃)(水＝1)1.15g/cm(40％重量)。超凈高純氫氟酸具有品種多、用量大、技術(shù)要求高、貯存有效期短和強(qiáng)腐蝕性等特點(diǎn)。超凈高純氫氟酸主要可與硝酸、冰醋酸、過(guò)氧化氫及氫氧化銨等配制使用，主要用于超大規(guī)模集成電路工藝技術(shù)的生產(chǎn)。隨著電子、信息、通訊行業(yè)的迅猛發(fā)展，對(duì)試劑氫氟酸的純度、雜質(zhì)等的要求越來(lái)越高，需求量也相應(yīng)驟增，一般的高純氫氟酸已遠(yuǎn)不能滿足市場(chǎng)的苛刻要求，制備超凈高純氫氟酸便成了氟化氫生產(chǎn)企業(yè)深加工和提高產(chǎn)品附加值的方向之一。超凈高純氫氟酸作為集成電路(IC)制造的關(guān)鍵性基礎(chǔ)化工材料之一，主要用于芯片的清洗和腐蝕，它的純度和潔凈度對(duì)集成電路的成品率、電性能及可靠性都有著十分重要的影響。

目前普遍采用工業(yè)無(wú)水氫氟酸加高錳酸鉀反應(yīng)后，直接精餾純化制取超凈高純氟化氫，此種方法制得氫氟酸純度較低，特別是氫氟酸中三氟化砷分離不完全，故該方法生產(chǎn)的超凈高純氫氟酸在超大規(guī)模集成電路(微電子工業(yè))中難以適用，同時(shí)，生產(chǎn)過(guò)程中工藝參數(shù)不易控制。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種生產(chǎn)超凈高純氫氟酸的方法，以有效根除氫氟酸中的雜質(zhì)，大大提高產(chǎn)品純度，以適用于微電子工業(yè)技術(shù)，尤其是超大規(guī)模集成電路。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案采用了一種生產(chǎn)超凈高純氫氟酸的方法，包括以下步驟：

(1)排空系統(tǒng)內(nèi)空氣；

(2)將計(jì)量后的液態(tài)氟化氫原料加料進(jìn)入帶換熱器的粗餾釜進(jìn)行粗餾；

(3)在粗餾釜內(nèi)，控制粗餾釜內(nèi)壓力小于0.2Mpa，加入氧化劑，使液態(tài)氟化氫中含有的大量二氧化硫和三氟化砷生成難以揮發(fā)的化合物；然后加入重量濃度為30％的過(guò)氧化氫；

(4)在粗餾釜內(nèi)30～50℃的溫度下蒸出的氣體連續(xù)上升，經(jīng)粗餾塔，而后進(jìn)入直接裝在該塔頂部的水冷凝器，并反復(fù)進(jìn)行冷凝回流、汽化，氣、液兩相在水冷凝器內(nèi)及粗餾塔的上部反復(fù)密切接觸，控制水冷凝器的頂部出口導(dǎo)出的氣體溫度10～20℃；

(5)自水冷凝器頂部出口導(dǎo)出的氣體從噴淋吸收塔的底部進(jìn)入，并被自該塔塔頂噴入的噴淋吸收液吸收；

(6)待水冷凝器頂部出口導(dǎo)出的氣體達(dá)液態(tài)氟化氫的重量1～2％時(shí)，調(diào)整冷凝器出口溫度為20～35℃，進(jìn)行氫氟酸氣化，氣化后的氫氟酸通入吸收塔中進(jìn)行吸收；

(7)將冷凝器出口的氫氟酸通入吸收塔中用超純水進(jìn)行吸收，塔釜溫度為40～60℃，塔身溫度為40～50℃，冷凝器出口溫度為20～40℃，冷凝后的液體吸收為48％～49％的有水氫氟酸溶液；

(8)將48％～49％的氫氟酸溶液進(jìn)行二次精餾，塔底溫度為110～130℃之間，塔頂出口溫度為105～110℃；

(9)從二次精餾出來(lái)的經(jīng)純化后的氟化氫氣體經(jīng)冷凝器冷卻后，經(jīng)過(guò)兩級(jí)過(guò)濾，過(guò)濾后經(jīng)自動(dòng)灌裝制成48％的超凈高純氫氟酸成品。

步驟(1)的具體步驟為：用氮?dú)鈨艋到y(tǒng)，排空系統(tǒng)內(nèi)空氣，維持室溫為19.7-24.7℃，操作部位溫度為22.09-22.31℃，濕度保持在40％。

步驟(3)加入的氧化劑優(yōu)選為高錳酸鉀溶液、(NH₄)₂S₂O₈或KHF₂中的任一種或其組合，氧化劑的加入量為原料總重的0.5～2.5％。

步驟(3)中過(guò)氧化氫的加入量為原料總重的1～3％。

步驟(5)經(jīng)吸收后形成的濃度為50～60％的酸溶液，用于其它工藝或者作為商品外賣。

步驟(9)的過(guò)濾為：在百級(jí)超凈間經(jīng)一級(jí)0.2μm微孔濾膜過(guò)濾后，再進(jìn)入二級(jí)0.05μm微孔濾膜過(guò)濾。